【手続補正書】
【提出日】平成18年5月29日(2006.5.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互に噛み合う雄ロータ及び雌ロ−タと、両ロータを収納するケーシングと、雄雌ロータとケーシングとにより形成される流体作動室と、該作動室の一端部および他端部に連通しうるようケーシングに設けられた流体の流入口および流出口とを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、
前記雄雌ロータを構成するねじ歯車のねじれ角が、当該ねじれの進行に伴って連続的に変化していることを特徴とするスクリュー真空ポンプ。
【請求項２】
前記雄雌ロータとケーシングとにより形成される流体作動室は吸入、連続圧縮移送、吐出作用を有することを特徴とする請求項１に記載のスクリュー真空ポンプ。
【請求項３】
前記雄雌ロータを構成するねじ歯車は、その歯車のピッチ円筒径上での歯すじ転がり曲線の展開図においてねじれ進行方向に対するピッチ円筒の転がり周長が実質的に単調増加関数で表されることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー真空ポンプ。
【請求項４】
前記各ねじ歯車は、そのねじ山の回転軸方向ピッチは変化するが、そのねじ山の軸直角ピッチは変化しない歯車であることを特徴とする請求項３に記載のスクリュー真空ポンプ。
【請求項５】
ねじ歯車のピッチ円筒径上での歯すじ転がり曲線の展開図においてねじれ進行方向に対するピッチ円筒の転がり周長が実質的に単調増加関数で表されることを特徴とするスクリュー真空ポンプ用ねじ歯車。
【請求項６】
互に噛み合う雄ロータ及び雌ロータと、両ロータを収納するケーシングと、雄雌ロータとケーシングとにより形成される流体作動室と、該作動室の一端部および他端部に連通しうるようケーシングに設けられた流体の流入口および流出口とを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、
前記雄雌ロータにはねじ歯車部及びその各ねじ歯車部の少なくともいずれか一端部にルーツ部が形成されていることを特徴とするスクリュー真空ポンプ。
【請求項７】
前記雄雌ロータには、流入口側から流出口側に向かって、ルーツ部、ねじ歯車部、ルーツ部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載のスクリュー真空ポンプ。
【請求項８】
互に噛み合う雄ねじロータ及び雌ねじロータと、両ロータを収納するケーシングと、雄雌ロータとケーシングとにより形成される流体作動室と、該作動室の一端部および他端部に連通しうるようケーシングに設けられた流体の流入口および流出口とを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、
前記雄ロータ及び雌ロータを駆動するためにそれぞれのロータに設けられたモータと、前記夫々のモータに駆動用交流信号あるいは駆動用パルス信号を送出するインバータと、前記インバータを周波数制御するコントロール信号を送出するコントローラとを備え、
前記雄ロータと雌ロータの回転数を制御することを特徴とするスクリュー真空ポンプ。
【請求項９】
互に噛み合う雄ねじロータ及び雌ねじロータと、両ロータを収納するケーシングとにより作動室を形成し、前記作動室に閉じ込められた吸入気体を前記ロータの回転に伴って、吐出口から圧出するとともに、作動室内の圧力が大気圧近傍より上昇しないように、圧力を制限する圧力調整装置を設けたスクリュー真空ポンプにおいて、
前記圧力調整装置は、前記ケーシングの一部を構成するスクリュー端面プレートに形成された排出口と、前記排出口の外側に設けられ前記作動室内圧力が大気圧近傍を越えたときに開放される排出弁と、前記排出口の内側を開閉するロータの歯端面とを含み、
前記ロータの回転にしたがってロータの歯端面が前記排出口に位置する状態で、ロータの歯端面が前記排出口の内側を閉塞するようになしたことを特徴とする特徴とするスクリュー真空ポンプ。
【請求項１０】
前記圧力調整装置はロータの歯数より１つ少ない個数、設けられていることを特徴とする請求項９に記載のスクリュー真空ポンプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】スクリュー真空ポンプ及びスクリュー真空ポンプ用ねじ歯車
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の第１の目的はこのような課題を解決するためになされたものであり、局部的な異常温度上昇のないスクリュー真空ポンプを提供せんとするものである。また、そのようなスクリュー真空ポンプの当該スクリュー等に適したスクリュー真空ポンプ用ねじ歯車を提供せんとするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本発明の第２の目的は上記課題を解決するためになされたものであり、大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）から１０-4Ｔｏｒｒの作動範囲において、安定した排気速度を得ることができるスクリュー真空ポンプを提供せんとするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明の第３の目的はこのような課題を解決するためになされたものであり、高速回転させても騒音の小さなスクリュー真空ポンプを提供せんとするものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
上記第１の目的を達成するために本発明にかかるスクリュー真空ポンプは、互に噛み合う雄ロータ及び雌ロータと、両ロータを収納するケーシングと、雄雌ロータとケーシングとにより形成される流体作動室と、該作動室の一端部および他端部に連通しうるようケーシングに設けられた流体の流入口および流出口とを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、前記雄雌ロータを構成するねじ歯車のねじれ角が、当該ねじれの進行に伴って連続的に変化するように構成したことを基本的構成としている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
このように構成されたスクリュー真空ポンプにあっては、前記雄ロータと雌ロータの歯すじねじれ角がねじれの進行に伴って変化しているため、ロータとケーシングにより形成されるＶ字形の作動室の容積は、流入口から流出口に進行するにつれて連続的に減少する。
したがって、前記雄雌ロータとケーシングとにより形成される作動室は、吸入、連続圧縮移送、吐出作用を有し、作動室の容積を一定とした単なる移送作用を有さないため、局部的な圧力上昇による異常な温度上昇を防止することができる。
また、このようなスクリュー真空ポンプの当該ねじ歯車としては、ねじ歯車のピッチ円筒径上での歯すじ転がり曲線の展開図においてねじれ進行方向に対するピッチ円筒の転がり周長が実質的に単調増加関数で表されることを特徴とする本発明にかかるねじ歯車を用いることができ、その結果、回転軸直角シール性が高くなり流体作動室の気密性を良好とすることができる。
また、このような本発明にかかるねじ歯車は、通常の伝動歯車として使用できることはもちろんのこと、回転に伴いねじれ角が時間的に変わるため、軸方向の時間的変動を伴う負荷を効果的に処理することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、上記第２の目的を達成するため、本発明にかかるスクリュー真空ポンプは、互に噛み合う雄ロータ及び雌ロータと、両ロータを収納するケーシングと、雄雌ロータとケーシングとにより形成される流体作動室と、該作動室の一端部および他端部に連通しうるようケーシングに設けられた流体の流入口および流出口とを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、前記雄雌ロータにはねじ歯車部及びその各ねじ歯車部の少なくともいずれか一端部にルーツ部が形成されていることを特徴とする。
上記のように構成されたスクリュー真空ポンプは、雄雌ロータの回転によりスクリュー部によるポンプ作用に加え、スクリュー部の少なくとも一端側に設けられるルーツ部によってもポンプ作用が行われるため、１０-2Ｔｏｒｒから１０-4Ｔｏｒｒの範囲で排気速度が減少することなく、大気圧（７６０Ｔｏｒｒ）から１０-4Ｔｏｒｒの作動範囲において、安定した排気速度を得ることができる。また、圧縮機として使用した場合には、高い吐出圧力を得ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
また、上記第３の目的を達成するため、本発明にかかるスクリュー真空ポンプは、互に噛み合う雄ねじロータ及び雌ねじロータと、両ロータを収納するケーシングと、雄雌ロータとケーシングとにより形成される流体作動室と、該作動室の一端部および他端部に連通しうるようケーシングに設けられた流体の流入口および流出口とを備えたスクリュー真空ポンプにおいて、前記雄ロータ及び雌ロータを駆動するためにそれぞれのロータに設けられたモータと、前記夫々のモータに駆動用交流信号あるいは駆動用パルス信号を送出するインバータと、前記インバータを周波数制御するコントロール信号を送出するコントローラとを備え、前記雄ロータと雌ロータの回転数を制御することを特徴としている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
上記のように構成されたスクリュー真空ポンプは、コントローラから所定回転数に応じたコントロール信号、即ち、インバータの周波数を制御するコントロール信号がインバータに送出されると、前記コントロール信号に応じて前記インバータからは所定の周波数（基準周波数）を有する駆動用交流信号あるいは駆動用パルス信号が送出され、前記駆動用交流信号あるいは駆動用パルス信号に応じてモータＭ1、Ｍ2は所定回転数で駆動される。
したがって、モータＭ1、Ｍ2により雄雌ロータが同期して回転駆動されているため、雄雌ロータを高速回転してもモータの回転数変動が小さく、タイミングギヤに加わる負荷は小さいため、タイミングギヤの噛み合いによる騒音を抑えることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
また、上記第４の目的を達成するため、本発明にかかるスクリュー真空ポンプは、互に噛み合う雄ねじロータ及び雌ねじロータと、両ロータを収納するケーシングとにより作動室を形成し、前記作動室に閉じ込められた吸入気体を前記ロータの回転に伴って、吐出口から圧出するとともに、作動室内圧力が大気圧より上昇しないように、圧力を制限する圧力調整装置を設けたスクリュー真空ポンプにおいて、前記圧力調整装置は、前記ケーシングの一部を構成するスクリュー端面プレートに形成された排出口と、前記排出口の外側に設けられ前記作動室内圧力が大気圧近傍を超えたときに開放される排出弁と、前記排出口を開閉するロータの歯端面とを含み、前記ロータの回転にしたがってロータの歯端面が前記排出口に位置する状態で、ロータの歯端面が前記排出口の内側を閉塞するように構成されている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
上記のように構成されたスクリュー真空ポンプは、吸入気体の圧力が低く、作動室の圧力が大気圧近傍より低い場合には、圧力調整装置の排出弁は排出口の外側を塞いでいる。
この時、排出口の内側はロータを構成するねじ歯車の歯端面で閉塞するように構成されているため、ロータが回転しても作動室が隣接する作動室と連通することはなく、圧力の高い作動室から圧力の低い作動室に気体が洩れて吸気側が所定真空度になるまで余分な時間を要することもない。
また吸入気体の圧力が高く、作動室の圧力が大気圧近傍より高い場合には、圧力調整装置の排出弁が解放され、作動室内の気体は排出口より外部へと放出される。
そして、吸入圧力が低下し、作動室が吐出口に連通する直前において当該作動室内圧力が大気圧に達することがなくなると、圧力調整装置の排出口はすべて塞がれ、作動室内の気体は前記圧力調整装置から外部に吐出されることなく、吐出口より圧出される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるスクリュー真空ポンプによれば雄ロータと雌ロータの歯すじねじれ角をそのねじれの進行にしたがって変化させているため、ロータとケーシングにより形成されるＶ字形の各流体作動室の容積をロータの回転にしたがって連続的に増加又は減少させることができる。
その結果、局部的に温度が異常に上昇するのを抑えることができ、ケーシングとロータ、雄ロータと、雌ロータのかみ合い間の寸法精度等を良好なものにすることができる等の効果を奏するものである。
また、このようなスクリュー真空ポンプの当該ねじれ歯車としては、ねじ歯車のピッチ円筒径上での歯すじ転がり曲線の展開図においてねじれ進行方向に対するピッチ円筒の転がり周長が実質的に単調増加関数で表されることを特徴とする本発明にかかるねじ歯車を用いることができ、その結果、回転軸直角シール性が高くなり流体作動室の気密性を良好とすることができる。
また、このような本発明にかかるねじ歯車は、通常の伝動歯車として使用できることはもちろんのこと、回転に伴いねじれ角が時間的に変わるため、軸方向の時間的変動を伴う負荷を効果的に処理することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
また、本発明にかかるスクリュー真空ポンプによれば、雄雌ロータのスクリュー部の少なくとも一端側にルーツ部を設けているため排気速度が大幅に改善され、１台の真空ポンプで効率良く大気圧から１０-4Ｔｏｒｒの中真空領域まで、安定した排気速度を得ることができ、また、圧縮ポンプとして用いた場合には高い吐出圧を得ることができるという効果を奏する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
また、本発明にかかるスクリュー真空ポンプによれば、雄雌ロータを同期駆動しているのでロータを高速回転させた場合であっても、タイミングギヤの噛み合いによる騒音を抑えることができるという効果を奏する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
更に本発明にかかるスクリュー真空ポンプによれば、ロータの回転にしたがってロータの歯端面が排出口に位置する状態で、ロータの歯端面によって排出口の内側を閉塞するように構成されているため、排出口によって一の作動室と隣接する他の作動室とが連通することがない。
その結果、所定の圧力の高い一の作動室から圧力の低い他の作動室に気体が洩れることなく、吸気側が所定真空度になるまでに余分な時間を要しないという効果を奏するものである。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
先ず、本発明にかかるスクリュー真空ポンプの一実施例を本発明にかかるねじ歯車（スクリュー）の実施例の説明も兼ねて図６乃至図７に基づいて説明する。